Physiker der Ludwigs-Maximillians Universität München haben einen elektromechanischen Transistor hergestellt. In dem nur wenige Nanometer großen Transistor werden einzelne Elektronen mittels eines Siliziumpendels zwischen zwei Elektroden bewegt. Die mechanische Bewegung erlaubt eine höhere Kontrolle über den Stromfluß als bei herkömmlichen Ein-Elektronen-Transistoren. Die Arbeit der Münchner Forscher ist in dem Fachblatt Physical Review Letters abgedruckt.
Das Kernstück des in der Gruppe von Artur Erbe entwickelten elektromechanischen Transistors ist ein nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) großes Pendel aus Silizium. Dieses schwingt mit einer Frequenz von mehreren hundert Megaherz zwischen zwei Metallelektroden hin und her. Eine kleine Metallinsel am Ende des Pendels kann jeweils ein Elektron von einer der beiden Elektroden aufnehmen und zu der anderen transportieren. Dadurch stellt dieses elektromechanische Gerät einen Ein-Elektronen-Transistor (SET für single electron transistor) dar. Eine Beeinflussung der Schwingungsfrequenz des Siliziumpendels durch die Umgebung ermöglicht zudem eine hohe Kontrolle über die Arbeitsweise des Transistors.
Herkömmliche Ein-Elektronen-Transistoren arbeiten ohne mechanische Bauteile. Die Bewegung der Elektronen zwischen den Elektroden des Transistors erfolgt vielmehr durch quantenmechanisches Tunneln. Da die Elektroden auf viele verschiedene Arten zwischen den zwei Elektroden tunneln könne, kann ein derartiger Transistor nur schwer kontrolliert werden. Der elektromechanische Transistor hingegeben weist nur einen Übergangsweg von einer Elektrode zur anderen auf – den Weg über das Siliziumpendel. Daher ermöglicht er eine höhere Kontrolle als seine elektrischen Kollegen.
Stefan Maier
